热力学例题(2)
第五章化学反应中的能量变化
1．指出在W、Q、U、H、S、G、p、T、和V中, 哪些是状态函数? 哪些的改变量只由始态、终态决定? 哪些数值与变化途径有关?
解：略。
2．试说明Δr H m、Δf Hθm、Δc Hθm、Δr Sθm、Δf Gθm、Δr Gθm和Δr G m各物理量的意义?
解：略。
3．下列说法是否正确？为什么？
(1)放热反应均为自发反应。
(2)生成物的分子数比反应物多，则反应的△r S必为正值。
(3)稳定单质的Δf Hθm、Δf Gθm和Sθm皆为零。
(4)若反应的Δr Gθm，298＞0，则该反应在任何条件下均不能自发进行。
(5) 凡是自发反应都是快速反应。θ
解：(1)不正确(2)不正确(3)不正确(4)正确(5)不正确
4．已知298.15K，100 kPa时：
H2 (g)+1/2O2 (g)═H2O(g) Δr Hθm,1＝－241.8kJ?mol-1
H2 (g)+ O2 (g)═H2O2 (g) Δr Hθm,2＝－136.3kJ?mol-1
试求反应H2O(g)＋1/2O2 (g)═H2O2 (g)的Δr Hθm值。
解：Δr Hθm =Δr Hθm,2 - Δr Hθm,1
- 136.3 - (- 241.8) = 105.5 (kJ?mol-1)
5．已知下列热化学方程式：
Fe2O3 (s)＋3CO (g)═2Fe (s)＋3CO2 (g) Δr Hθm,1＝－26.7kJ?mol-1
3 Fe2O3 (s)＋CO (g)═ 2 Fe3O
4 (s)＋CO2 (g)
Δr Hθm,2＝－50.8kJ?mol-1
Fe3O4 (s)＋CO (g)═3 FeO(s)＋CO2 (g) Δr Hθm,3＝－36.5kJ?mol-1
①不用查表，计算反应FeO(s)＋CO (g)═Fe (s)＋CO2 (g)的Δr Hθm。
②利用①的结果和附录的数据计算FeO(s)的标准生成焓。
解：(1)
#
m,1
r
#
m,2
r
#
m,3
r
#
m
r2
1
3
2/1
H
H
H
H?
+
?
-
?
-
=
?
)
7.26(2
13
)
8.50(2/15.36-?+
-?-=
= 7.28 (kJ ?mol -1)
(2) )(#
)(CO m,f #
FeO(s)m,f #
)(CO m,f #
m r 2g g H H H H ?+?-?=?
即 7.28 = - 393.51 -#
FeO(s)m,f H ?- (- 110.52) ∴ #
F e
O (s )
m,f H ?= - 290.27 (kJ ?mol -1)
6．用标准生成焓(Δf H #m )计算下列反应在298.15K 和100 kPa 下的反应热。 ① NH 3 (g)+HCl (g) ═ NH 4Cl (s) ② CaO(s)+CO 2 (g) ═ CaCO 3 (s) 解：(1)
)
(#
)(HCl m,f #
(g)NH m,f #
Cl(s)NH m,f #
m r 34g H H H H ?+?-?=?
= - 314.4 - [(- 46.11)+ (-92.307) ]= -175.98 (kJ ?mol -1) (2)
)
(#
)(CO m,f #CaO(s)m,f #
(s)
CaCO
m,f #
m r 23g H H H H ?+?-?=?
= - 1206.9- [(- 635.09)+ (-393.51) ]= -178.3 (kJ ?mol -1)
7．用标准燃烧热(Δc H #m )计算下列反应在298K 和100 kPa 下的反应热。 ① 2C 2 H 2 (g) + 5O 2 (g) ═ 4CO 2 (g) + 2H 2 O (l) ② C 2H 5OH (l) ═ CH 3CHO (l) + H 2 (g) 解：(1)
)
24(52#
O(l)H m,c #(g)CO m,c #
(g)
O m,C #
(g)H C m,C #
m r 2
2
222H H H H H ??+??-??+??=?
= 2 ? (- 1299.6) + 5 ? 0 -(4 ? 0 + 2 ? 0) = - 2599.2 (kJ ?mol -1)
(2)
)
(#
(g)H m,c #
CHO(l)CH m,c #
OH(l)H C m,c #
m r 2352H H H H ?+?-?=?
)
(#
O(l)H m,f #
CHO(l)CH m,c #
OH(l)H C m,c 2352H H H ?+?-?=
∴
=
?#
m r H - 1366.8 - (- 1166.4) - (- 285.83) = 85.43 (kJ ?mol -1)
8．CO 是汽车尾气的主要污染源，有人设想以加热分解的方法来消除之： CO (g) ═ C(s)+1/2 O 2 (g) 试从热力学角度判断该设想能否实现？ 解：
#
CO(g)
m,f #
m r G G ?-=?
= 137.15 (kJ ?mol -1) > 0
∴ 该设想无法实现
9．计算下列反应在298K 时的Δr G #m , 并指出反应在标准态下自发进行的方向。
CO(g) + H 2O(g) CO 2(g) + H 2(g)
① 2NH 3 (g) ═ 2N 2 (g)+3H 2 (g) ② CO (g)+NO (g) ═ CO 2 (g)+1/2 N 2 (g) 解：(1) #
)(NH m,f #
(g)H m,f #
(g)N m,f #
m r 32223g G G G G ?-?+?=?
= 0 +3 ? 0 - 2 ? (- 16.5) = 33.0 (kJ ?mol -1) > 0
∴ 标态下自发向左进行
(2)
+
?-?+
?=?#
)(CO m,f #(g)N m,f #
(g)CO m,f #
m r ()2
1(22g G G G G
)#
)(NO m,f g G ?
= -394.36 + 0 - (-137.15 + 86.57) = -343.78 (kJ ?mol -1) <0
∴ 标态下自发向右进行
10．甲醇的分解反应如下： CH 3OH (l) →CH 4 (g) + 1/2 O 2 (g) ① 298.15K 时该反应的Δr S #m 及Δr G #m 各是多少? ② 在298.15K 、100 kPa 下该分解反应能否自发进行。
③ 标准状态下该反应分解时的最低温度为多少?
解：(1)
#
)
l (OH CH m,#(g)O m,#
(g)CH m,#
m r 3242
1S S S S -+
=?
12703.2052
115.186-?+
== 161.67(J ?K -1?mol -1)
#
)
l (OH CH m,f #
(g)O m,f #
(g)CH m,f #m r 3242
1G G G G ?-?+
?=?
= - 50.75 + 0 - (- 166.4) = 115.7 (kJ ?mol -1)
(2) (2) ∵ #
m r G ?> 0
∴ 该条件下分解反应不能自发进行
(3) 0#
m r #m r #m r
#
)
l (OH CH m,f #(g)O m,f #
(g)CH m,f #m r 3242
1H H H H ?-?+
?=?
= -74.81+ 0 - (-238.7) =163.9 (kJ ?mol -1)
∴
67
.16110009.163##
?=
??>
m
r m r S H T =1014 K
已 知 CO 的 转 换 反 应 CO(g) + H 2O(g) = CO 2(g) + H 2(g) 在 825℃ 时 的 K = 1.0。 求 在 此 温 度 条 件 下：
(1) CO 与 H 2O 等 物 质 的 量 的 混 合 物 中 CO 的 转 化 率 α？
(2) 要 使 CO 转 化 率 为 99%， 问 1.0 mol CO 需 要 多 少 所 以 的 H 2O(g) 参 与 反 应？
解: (1) CO(g) + H 2O(g) = CO 2(g) + H 2(g) 平衡时物质的量 / mol 1-α 1-α α α 平衡分压力 [(1-α)?p ]/2 [(1-α)?p ]/2 (αp )/2 (αp )/2
所 以 K =
α
α2
2
1()
-=1.0
α = 0.50 即 转 化 率 为 50%
(2) 设 1mol CO 需 x mol H 2O ， 方 可 使 CO 转 化 率 达 α1 = 99%， 则 K =
--ααα1
2
111()()
x 即 1009910990992
.
(.)
(.)(.)
=--x
x =99
即 需 要 99 mol H 2O(g) 参 与 反 应。
11．计算反应 在773K 时的Δr G #m 及
K p #。（设273K →773K 范围内的Δr H #m 和Δr S #m 保持不变。）
解：
)
()(#
)(,#
)(CO m,f #
(g)H m,f #
(g)CO m,f #
m r 222g O H m f g H H H H H ?+?-?+?=?
= [(- 393.51) + 0] - [(-110.52) + (- 241.82)] = - 41.17(kJ ?mol -1)
)
()(#
)(,#
)g (CO m,#
(g)H m,#
(g)CO m,#
m r 222g O H m S S S S S +-+=?
= (213.6 + 130.58) - (197.56 + 188.72) = - 42.1(J ?K -1?mol -1)
#
m
r #
m r #
m r S T H G ?-?=?
= - 41.17?1000 -773? (- 42.1) = - 8626.7(J ?mol -1)
#
p
#
m r lg 303.2K RT G -=?
∴
#
p
K = 3.83
12．反应 在727K 时K p # =3.45，计算在
827K 时的K p #值（Δr H #m =－189 kJ·mol -1可视为常数）。
583
.0773
314.8303.27.8626303.2lg #
#
p =??=
?-
=RT
G
K m
r CO(g) + H 2O(g) CO 2(g) + H 2(g)
2SO 2(g) + O 2(g) 2SO 3(g )
解：
)
(
2.303lg
2
112#
m r #
p,1
#
p,2T T T T R
H K K -?=
)
827
727727827(
8.314
2.303100018945
.3lg
#
p,2?-??-=
K = - 1.642
∴ #
p,2K = 0.0787
1．试用各组分浓度随时间的变化率表示下列反应的瞬时速率，并写出各速率之间的相互关系。
（1）2N 2O 5 → 4NO 2 + O 2 （2）4HBr + O 2 → 2Br 2 + 2H 2O
解：
2．已知五氧化二氮的分解反应 实验数据如下表：
时 间(s) 0 500 1000 1500 2000 2500 3000
c (N 2O 5)(mol ·L -1) 5.00 3.52 2.48 1.75 1.25 0.87 0.61
(1) (1) 试求500 ~ 2000s 的平均速率;
(2)
(2) 画出时间对浓度的关系曲线，求1500s 时的瞬时
速率。
解： (2) 作c ～ t 图（图略），由图求得1500 s 时切线的斜率，取斜率的负值即为此时的瞬时速率。
3．某气体A 的分解反应为：A(g) → B(g) + C(g) 。当A 的浓度为0.50mol·L -1时，反应速率为 0.014 mol ·L -1·s -1 。如果该反应分别属于：（1）零级反应，（2）一级反应；（3）二级反应，则当A 的浓度等于1.0 mol ·L -1时，反应速率各是多少？
解： (1 ) 零级反应速率方程式为：v = k 0 ，故 v = 0.014 (mol ·L -1·s –1 ) ;
(2 ) 一级反应速率方程式为：v = k 1c ，
∵ v 1 = k 1c 1 ， k 1 = v 1 / c 1 = 0.014 / 0.50 = 0.028 (s –1 )
dt
dc dt dc dt dc v dt dc dt dc dt dc v )Br (21)O ()HBr (41 )2()O ()
NO (41)O N (21 )1(222252?=-=?-==?=?-
=)
s L mol (1057.7500200052.325.12
1)O N (21 )1(11452---???=??
? ??
--?-=???-=t c v
∴ v = k 1c = 0.028 ×1.0 = 0.028 (mol ·L -1·s –1 ) (3 ) 二级反应速率方程式为：v = k 2 c 2 ,
∵ v 1 = k 2 c 12 , k 2 = v 1 / c 12 = 0.014 / 0.50 2 = 0.056 (L ·mol -1·s –1 ) ∴ v = k 2 c 2 = 0.056 × 1.0 2 = 0.056 (mol ·L -1·s –1 )
4．已知在660K 时，测得反应2NO + O 2 → 2NO 2 实验数据如下：
起始浓度(mol ·L -1) 起始速率(mol ·L -1·s -1)
c (NO) c (O 2) c (O 2)降低速率 0.010 0.010 2.5×10-3
0.010 0.020 5.0×10-3 0.030 0.020 4.5×10-2
试求： （1）反应速率方程式和反应级数；
（2）此温度下的反应速率常数；
（3）当c (NO) = 0.015 mol ·L -1；c (O 2) = 0.025 mol ·L -1时的反应速率。 解： (1 ) 设反应速率方程式为：v = k 1 c x (NO) c y (O 2) 则 ：
代入 c (NO) = 0.010的两组数据，可得 y = 1 ； 代入 c (O 2) = 0.020的两组数据，可得 x = 2 ；
故反应速率方程式为 v = k c 2 (NO) c (O 2) ，反应级数为 2 +1 = 3 。 （2） k = v / [c 2 (NO) c (O 2) ] = 2.5 ×10 -3 / ( 0.010 2 × 0.010) = 2.5 × 10 3 (L 2·mol
-2
·s -1)
(3 ) v = k c 2 (NO) c (O 2) = 2.5 × 10 3 × 0.015 2 × 0.025 = 0.014 (mol ·L -1·s -1) 5．假定2A(g) + B(g) → C(g) 为基元反应，已知反应速率常数k = a (L 2 · mol -2 · s -1) 。现在恒温下将2mol A 和1mol B 置于1L 容器内混合。 试求： （1）A 和B 各用去一半时的反应速率；
（2）A 和B 各用去2/3时的反应速率。
解: 依题意，该反应的速率方程式为：v = k 1 c 2 (A) c (B) = a c 2 (A) c (B) (1) v 1 = a × 12 × 0.5 = 0.5 a (mol ·L -1·s -1)
(2) (2) v 2 = a × [(1/3) × 2]2 × [ (1/3) × 1] = 0.15 a (mol ·L -1·s -1)
6． 在650K 时，丙酮的分解反应为一级反应，测得在200min 时，丙酮的浓度为0.0300 mol ·L -1，400min 时丙酮的浓度为0.0200mol ·L -1。
y
x
c c c v v ?
???
?????
?
??=)O ()O ((NO)c )NO (22
2121
2
1
试求： （1）反应速率常数；
（2）丙酮的起始浓度。 解：(1) 一级反应：ln c = - k 1 t + ln c 0 ∵ ln 0.0300 = - k 1 × 200 + ln c 0
ln 0.0200 = - k 1 × 400 + ln c 0 ∴ k 1 = 2 .03 × 10-3 (min -1 )
（2）ln c 0 = k 1 t + ln c 0 = 2 .03 × 10-3 ×200 + ln 0.0300
c 0 = 0.045 ( mol · L -1)
7．已知某药物分解30%即为失效。药物溶液的质量浓度为5g ·L -1，一年后质量浓度降为4.2 g ·L -1。若此药物分解反应为一级反应，计算此药物的半衰期和有效期。
解：一级反应：k 1 t = ln ( c 0 / c ) 半衰期：
有效期：
8．某抗生素在人体血液中呈现一级反应。如果给病人在上午8时注射一针抗生素，然后在不同时刻t 后测定抗生素在血液中的质量浓度，得到如下数据：
t （h ） 4 8 12 16
ρ（mg ·L -1） 4.80 3.26 2.22 1.51
试求： （1） 反应的速率常数和半衰期；
（2） 若抗生素在血液中的质量浓度不低于3.7 mg ·L -1才为有效，问大约何时应注射第二针？
解法一（作图法）：
（1） 以lg c ～ t 作图，由直线斜率可得k 1 ，进而求得t 1/2 ； （2） 据图，由直线截距可求得c 0 ，继而求得t 。
解法二（代数法）：
）
（月 10
45.12
.45ln
121ln 11
-2
01-?===
c c t k （月）8.47693
.012/1==
k t （月）
6.2470.01
ln 10
45.11ln 1201=?==
-c c k t
（1） （1） 将各相邻两组数据代入公式
c
c t
k 01ln
1=
，可得k i 分别等于
0.0967、 0.0961和0.0963 ，取平均值 k 1 = 9.64 ×10–2 ， ∴ t 1/2 = 0.693 / k 1 = 0.693 /（9.64 × 10-2 ）= 7.2 ( h )
（2） （2） 据 ln c 0 = ln c + k 1 t
分别代入 t = 4，8，12，16（h ）时数据，
分别得到c 0 = 7.06 , 7.05 , 7.06 , 7.06 ；取平均值 c 0 = 7.06 ( mg · L -1 ) 又：
故第二针应在下午二点半左右注射。
9．环氧乙烷的热分解反应是一级反应。在651K 时此反应的半衰期为365分钟，反应的活化能是219.2 kJ ·mol -1。试估算环氧乙烷在723K 时分解75%所需用的时间。
解： 已知：T 1= 651 K , T 2 = 723 K , t 1/2 = 365 min , E a = 219.2 kJ ﹒mol -1
10. α- 溴代丙酸遇热按下式分解，属于一级反应：
CH 3CHBrCOOH → CH 2 = CHCOOH + HBr
反应前（t = 0）取一定体积的α - 溴代丙酸溶液，用NaOH 标准溶液滴定，消耗10.00ml 。然后将温度升高至TK 开始反应。反应进行t min 后，滴定相同体积的溶液（包括反应物和生成物），所消耗的同一NaOH 标准溶液的体积如下：
时间t （min ） 0 100 200
消耗NaOH 溶液的体积V （ml ） 10.00 10.25 10.50
试求： （1）此反应的速率常数；
（2）此反应的半衰期；
（3）α - 溴代丙酸分解1/3所需要的时间。
解： (1) 设NaOH 浓度为a （mol ·L -1），α-溴代丙酸溶液体积为V （ml ），
则α-溴代丙酸溶液的起始浓度: c 0 = 10.00 a / V (mol ·L -1)
)
h (7.67
.306.7ln
10
64.91ln 12
01
=?=
=
-c c k t
由反应式可知： HBr 所消耗NaOH 体积 = t 分钟后所消耗NaOH 体积 - 反应前(t=0) 所消耗NaOH 体积 t 1 = 100 min 时:：
c ( HBr) = ( 10.25 – 10.00 )× a / V = 0.25 a / V (mol · L -1) c (α-溴代丙酸 ) = ( 10.00 – 0.25 )× a / V = 9.75 a / V (mol · L -1)
据
t
k c
c 10ln = 有：k 1＇= )
(min
10
53.275
.900.10ln
100
1ln
1
1
4
0--?==
c
c t
同理，由 t 2 = 200 min 可得：k 1＂=
)
(min
10
56.250
.900.10ln 200
1
1
4
--?=
∴ k 1 = ( k 1＇+ k 1＂) / 2 = 2.54 ×10 - 4
(2) 半衰期
(min)
272810
54.2693.0693.04
1
2/1=?=
=
-k t
(3) (min)
159632ln
10
01
==
c c k t
11．在301K 时，鲜牛奶大约4小时变酸，但在278K 冰箱内可保持48小时。假定反应速率与变酸时间成反比，试估算牛奶变酸反应的活化能。 解：已知：T 1 = 278 K , t 1 = 48 h ,T 2 = 301 K , t 2 = 4 h ;
依题意：v ∝ 1 / t
设反应速率方程为：v = k ·c n 则有：
12．人体内某一酶催化反应的活化能是50.0 kJ ·mol -1。试计算发烧40℃的病人与正常人（37℃）相比该反应的反应速率加快的倍数。 解：已知： E a = 50.0 kJ ·mol -1 , T 1 = 310 K , T 2 = 313 K ,
∵ v ∝ k
)
mol
kJ (2.754
48lg
)
278301(301
278314.8303.2lg )
(303.2lg )
(303.2//1
2
112211
21221211
2121
2-?=-???=-=
-=∴=
=
=t t T T T RT k k T T T RT E t t v v c
v c v k k a n
n
∴
)
( 20.11
2
倍=v v
13．尿素的水解反应如下：
CO （NH 2）2 + H 2O → 2NH 3 + CO 2
无酶存在时反应的活化能为120 kJ ·mol -1。当尿素酶存在时，反应的活化能降为46kJ ·mol -1。设有、无酶存在时反应的频率因子A 值相同。
试计算：（1）在298K 时，由于尿素酶的催化作用，反应速率是无酶存在时的多少倍？
（2）无酶存在时，温度要升高到何值时才能达到酶催化时的反应速率？ 解： 已知： E a1 = 120 kJ ·mol -1 ，E a2 = 46 kJ ·mol -1 ，T = 298 K （1）设反应速率方程为：v = k ·c n , 则 v 2 / v 1 = k 2 / k 1 据
有
(2 )
A
ln ln +-
=RT
E k a 12
1212123
3
2
11
2121
1122210
4.9/10
4.9/·868
.29298
314.810
4610120ln K 298 A
lg ln A
lg ln ?=∴?==??-?=
-=
==+-
=+-=v v k k RT
E E k k T T RT E k RT E k a a a a ：依题意：)
(3.77710
07.2104.9lg 10
120314.8ln 298298ln
23
12
3
1
222211
21
2K T k k E R T T T T T T R E k k a
a =∴?=??=
=?-???
?
??-=
- 1859
.0313
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热力学第二定律练习题及答案
热力学第二定律练习题 一、是非题，下列各题的叙述是否正确，对的画√错的画× 1、热力学第二定律的克劳修斯说法是：热从低温物体传给高温物体是不可能的 ( ) 2、组成可变的均相系统的热力学基本方程 d G =－S d T ＋V d p ＋d n B ，既适用于封闭系统也适用于敞 开系统。 （ ） 3、热力学第三定律的普朗克说法是：纯物质完美晶体在0 K 时的熵值为零。 ( ) 4、隔离系统的熵是守恒的。（ ） 5、一定量理想气体的熵只是温度的函数。（ ） 6、一个系统从始态到终态，只有进行可逆过程才有熵变。（ ） 7、定温定压且无非体积功条件下，一切吸热且熵减少的反应，均不能自发发生。 ( ) 8、系统由状态1经定温、定压过程变化到状态2，非体积功W ’<0，且有W ’>G 和G <0，则此状态变化一定能发生。（ ） 9、绝热不可逆膨胀过程中S >0，则其相反的过程即绝热不可逆压缩过程中S <0。（ ） 10、克-克方程适用于纯物质的任何两相平衡。 （ ） 11、如果一个化学反应的r H 不随温度变化，则其r S 也不随温度变化， （ ） 12、在多相系统中于一定的T ，p 下物质有从化学势较高的相自发向化学势较低的相转移的趋势。 （ ） 13、在10℃， kPa 下过冷的H 2O ( l )凝结为冰是一个不可逆过程，故此过程的熵变大于零。 （ ） 14、理想气体的熵变公式 只适用于可逆过程。 （ ） 15、系统经绝热不可逆循环过程中S = 0，。 （ ） 二、选择题 1 、对于只做膨胀功的封闭系统的(A /T )V 值是：（ ） （1）大于零 （2） 小于零 （3）等于零 （4）不确定 2、 从热力学四个基本过程可导出V U S ??? ????=（ ） (1) (2) (3) (4) T p S p A H U G V S V T ???????????? ? ? ? ????????????? 3、1mol 理想气体（1）经定温自由膨胀使体积增加1倍；（2）经定温可逆膨胀使体积增加1倍；（3）经绝热自由膨胀使体积增加1倍；（4）经绝热可逆膨胀使体积增加1倍。在下列结论中何者正确（ ）
(完整版)工程热力学习题集附答案
工程热力学习题集 一、填空题 1．能源按使用程度和技术可分为 能源和 能源。 2．孤立系是与外界无任何 和 交换的热力系。 3．单位质量的广延量参数具有 参数的性质，称为比参数。 4．测得容器的真空度48V p KPa =，大气压力MPa p b 102.0=，则容器内的绝对压力为 。 5．只有 过程且过程中无任何 效应的过程是可逆过程。 6．饱和水线和饱和蒸汽线将压容图和温熵图分成三个区域，位于三区和二线上的水和水蒸气呈现五种状态：未饱和水 饱和水 湿蒸气、 和 。 7．在湿空气温度一定条件下，露点温度越高说明湿空气中水蒸气分压力越 、水蒸气含量越 ，湿空气越潮湿。（填高、低和多、少） 8．克劳修斯积分 /Q T δ?? 为可逆循环。 9．熵流是由 引起的。 10．多原子理想气体的定值比热容V c = 。 11．能源按其有无加工、转换可分为 能源和 能源。 12．绝热系是与外界无 交换的热力系。 13．状态公理指出，对于简单可压缩系，只要给定 个相互独立的状态参数就可以确定它的平衡状态。 14．测得容器的表压力75g p KPa =，大气压力MPa p b 098.0=，则容器内的绝对压力为 。 15．如果系统完成某一热力过程后，再沿原来路径逆向进行时，能使 都返回原来状态而不留下任何变化，则这一过程称为可逆过程。 16．卡诺循环是由两个 和两个 过程所构成。 17．相对湿度越 ，湿空气越干燥，吸收水分的能力越 。（填大、小） 18．克劳修斯积分 /Q T δ?? 为不可逆循环。 19．熵产是由 引起的。 20．双原子理想气体的定值比热容p c = 。 21、基本热力学状态参数有：（ ）、（ ）、（ ）。 22、理想气体的热力学能是温度的（ ）函数。 23、热力平衡的充要条件是：（ ）。 24、不可逆绝热过程中，由于不可逆因素导致的熵增量，叫做（ ）。 25、卡诺循环由（ ）热力学过程组成。 26、熵增原理指出了热力过程进行的（ ）、（ ）、（ ）。 31.当热力系与外界既没有能量交换也没有物质交换时，该热力系为_______。 32.在国际单位制中温度的单位是_______。
第四章化学热力学习题
第四章化学热力学初步习题 一．选择题 下列各组符号所代表的性质均属状态函数的是( ) A. B. C. D. 下列性质中不属于广度性质的是( ) A. 内能 B. 焓 C. 温度 D. 熵 下列各项与变化途径有关的是( ) A. 内能; B. 焓; C. 自由能; D. 功. 环境对系统作10kJ的功，且系统又从环境获得5kJ的热量，问系统内能变化是多少( ) A. -15kJ B. -5kJ C. +5kJ D. +15kJ 按通常规定，标准生成焓为零的物质为( ) A. Cl2(l) B. Br2(g) C. N2(g) (g) 下列反应中哪个是表示△H=△H(AgBr，s)的反应( ) A. Ag(aq) + Br(aq) =AgBr(s) B. 2Ag(s) + Br2(g) =2AgBr(s) C. Ag(s) + Br2(l) =1/2 AgBr(s) D. Ag(s) + 1/2 Br2(g) =AgBr(s) 已知反应 2H2(g) + 1O2(g) =2H2O(l) △H=mol则下列结论正确的是( ) A. H(反应物)>H(生成物) B. H(反应物)
热力学第二定律习题解答
第八章热力学第二定律 一选择题 1. 下列说法中，哪些是正确的( ) （1）可逆过程一定是平衡过程； （2）平衡过程一定是可逆的； （3）不可逆过程一定是非平衡过程；（4）非平衡过程一定是不可逆的。 A. (1)、(4) B. (2)、(3) C. (1)、(3) D. (1)、(2)、(3)、(4) 解：答案选A。 2. 关于可逆过程和不可逆过程的判断，正确的是( ) (1) 可逆热力学过程一定是准静态过程； (2) 准静态过程一定是可逆过程； (3) 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程；
(4) 凡是有摩擦的过程一定是不可逆的。 A. (1)、(2) 、(3) B. (1)、(2)、(4) C. (1)、(4) D. (2)、(4) 解：答案选C。 3. 根据热力学第二定律，下列哪种说法是正确的( ) A．功可以全部转换为热，但热不能全部 转换为功； B．热可以从高温物体传到低温物体，但 不能从低温物体传到高温物体； C．气体能够自由膨胀，但不能自动收缩；D．有规则运动的能量能够变成无规则运 动的能量，但无规则运动的能量不能 变成有规则运动的能量。 解：答案选C。 4 一绝热容器被隔板分成两半，一半是真空，另一半是理想气体，若把隔板抽出，气体将进行自由膨胀，达到平衡后：
( ) A. 温度不变，熵增加； B. 温度升高，熵增加； C. 温度降低，熵增加； D. 温度不变，熵不变。 解：绝热自由膨胀过程气体不做功，也无热量交换，故内能不变，所以温度不变。因过程是不可逆的，所以熵增加。 故答案选A 。 5. 设有以下一些过程，在这些过程中使系统的熵增加的过程是( ) (1) 两种不同气体在等温下互相混合； (2) 理想气体在等体下降温； (3) 液体在等温下汽化； (4) 理想气体在等温下压缩； (5) 理想气体绝热自由膨胀。 A. (1)、(2)、(3) B. (2)、(3)、(4) C. (3)、(4)、(5) D. (1)、(3)、(5) 解：答案选D。
热力学基础计算题-答案
《热力学基础》计算题答案全 1. 温度为25℃、压强为1 atm 的1 mol 刚性双原子分子理想气体，经等温过程体积膨胀 至原来的3倍． (普适气体常量R ＝ 1 --??K mol J 1，ln 3= (1) 计算这个过程中气体对外所作的功． (2) 假若气体经绝热过程体积膨胀为原来的3倍，那么气体对外作的功又是多少 解：(1) 等温过程气体对外作功为 ??=== 0000333ln d d V V V V RT V V RT V p W 2分 =×298× J = ×103 J 2分 (2) 绝热过程气体对外作功为 V V V p V p W V V V V d d 000 03003??-== γγ RT V p 1 311131001--=--=--γγγ γ 2分 ＝×103 J 2分 2.一定量的单原子分子理想气体，从初态A 出发，沿图示直线过程变到另一状态B ，又经过等容、 等压两过程回到状态A ． (1) 求A →B ，B →C ，C →A 各过程中系统对外所作的功W ，内能的增量E 以及所吸收的热量Q ． (2) 整个循环过程中系统对外所作的总功以及从外界吸收的总热量(过程吸热的代数和)． 解：(1) A →B ： ))((211A B A B V V p p W -+==200 J ． ΔE 1=C V (T B －T A )=3(p B V B －p A V A ) /2=750 J Q =W 1+ΔE 1＝950 J ． 3分 B → C ： W 2 =0 ΔE 2 =C V (T C －T B )=3( p C V C －p B V B ) /2 =－600 J ． Q 2 =W 2+ΔE 2＝－600 J ． 2分 C →A ： W 3 = p A (V A －V C )=－100 J ． 150)(2 3)(3-=-=-=?C C A A C A V V p V p T T C E ν J ． Q 3 =W 3+ΔE 3＝－250 J 3分 (2) W = W 1 +W 2 +W 3=100 J ． Q = Q 1 +Q 2 +Q 3 =100 J 2分 1 2 3 1 2 O V (10-3 m 3) 5 A B C
化工热力学习题集(附标准答案)
化工热力学习题集(附标准答案)
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模拟题一 一．单项选择题（每题1分，共20分） 本大题解答（用A 或B 或C 或D ）请填入下表： 1. T 温度下的纯物质，当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时，则气体的状态为（C ） A. 饱和蒸汽 B. 超临界流体 C. 过热蒸汽 2. T 温度下的过冷纯液体的压力P （ A ） A. >()T P s B. <()T P s C. =()T P s 3. T 温度下的过热纯蒸汽的压力P （ B ） A. >()T P s B. <()T P s C. =()T P s 4. 纯物质的第二virial 系数B （ A ） A 仅是T 的函数 B 是T 和P 的函数 C 是T 和V 的函数 D 是任何两强度性质的函数 5. 能表达流体在临界点的P-V 等温线的正确趋势的virial 方程，必须至少用到（ ） A. 第三virial 系数 B. 第二virial 系数 C. 无穷项 D. 只需要理想气体方程 6. 液化石油气的主要成分是（ A ） A. 丙烷、丁烷和少量的戊烷 B. 甲烷、乙烷 C. 正己烷 7. 立方型状态方程计算V 时如果出现三个根，则最大的根表示（ B ） A. 饱和液摩尔体积 B. 饱和汽摩尔体积 C. 无物理意义 8. 偏心因子的定义式（ A ） A. 0.7lg()1 s r Tr P ω==-- B. 0.8lg()1 s r Tr P ω==-- C. 1.0lg()s r Tr P ω==- 9. 设Z 为x ，y 的连续函数，，根据欧拉连锁式，有（ B ） A. 1x y z Z Z x x y y ???? ?????=- ? ? ?????????? B. 1y x Z Z x y x y Z ????????? =- ? ? ?????????? C. 1y x Z Z x y x y Z ????????? = ? ? ?????????? D. 1y Z x Z y y x x Z ????????? =- ? ? ?????????? 10. 关于偏离函数M R ，理想性质M *，下列公式正确的是（ C ） A. *R M M M =+ B. *2R M M M =- C. *R M M M =- D. *R M M M =+ 11. 下面的说法中不正确的是 ( B ) （A ）纯物质无偏摩尔量 。 （B ）任何偏摩尔性质都是T ，P 的函数。 （C ）偏摩尔性质是强度性质。（D ）强度性质无偏摩尔量 。 12. 关于逸度的下列说法中不正确的是 ( D ) （A ）逸度可称为“校正压力” 。 （B ）逸度可称为“有效压力” 。 （C ）逸度表达了真实气体对理想气体的偏差 。 （D ）逸度可代替压力，使真实气体 的状态方程变为fv=nRT 。 （E ）逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案
工程热力学习题集及答案(1)
工程热力学习题集及答案 一、填空题 1．能源按使用程度和技术可分为 常规 能源和 新 能源。 2．孤立系是与外界无任何 能量 和 物质 交换的热力系。 3．单位质量的广延量参数具有 强度量 参数的性质，称为比参数。 4．测得容器的真空度48V p KPa =，大气压力MPa p b 102.0=，则容器内的绝对压力为 54kpa 。 5．只有 准平衡 过程且过程中无任何 耗散 效应的过程是可逆过程。 6．饱和水线和饱和蒸汽线将压容图和温熵图分成三个区域，位于三区和二线上的水和水蒸气呈现五种状态：未饱和水 饱和水 湿蒸气、 干饱和蒸汽 和 过热蒸汽 。 7．在湿空气温度一定条件下，露点温度越高说明湿空气中水蒸气分压力越 高 、水蒸气含量越 多 ，湿空气越潮湿。（填高、低和多、少） 8．克劳修斯积分/Q T δ? 等于零 为可逆循环。 9．熵流是由 与外界热交换 引起的。 10．多原子理想气体的定值比热容V c = g 72R 。 11．能源按其有无加工、转换可分为 一次 能源和 二次 能源。 12．绝热系是与外界无 热量 交换的热力系。 13．状态公理指出，对于简单可压缩系，只要给定 两 个相互独立的状态参数就可以确定它的平衡状态。 14．测得容器的表压力75g p KPa =，大气压力MPa p b 098.0=，则容器内的绝对压力为 173a KP 。 15．如果系统完成某一热力过程后，再沿原来路径逆向进行时，能使系统和外 界都返回原来状态而不留下任何变化，则这一过程称为可逆过程。 16．卡诺循环是由两个 定温 和两个 绝热可逆 过程所构成。 17．相对湿度越 小 ，湿空气越干燥，吸收水分的能力越 大 。（填大、小） 18．克劳修斯积分/Q T δ? 小于零 为不可逆循环。 19．熵产是由 不可逆因素 引起的。 20．双原子理想气体的定值比热容p c = 72g R 。 21．基本热力学状态参数有：（ 压力）、（温度 ）、（体积）。 22．理想气体的热力学能是温度的（单值 ）函数。 23．热力平衡的充要条件是：（系统内部及系统与外界之间各种不平衡的热力势差为零 ）。 24．不可逆绝热过程中，由于不可逆因素导致的熵增量，叫做（熵产）。 25．卡诺循环由（两个可逆定温和两个可逆绝热 ）热力学过程组成。 26．熵增原理指出了热力过程进行的（方向 ）、（限度）、（条件）。 31．当热力系与外界既没有能量交换也没有物质交换时，该热力系为_孤立系_。 32．在国际单位制中温度的单位是_开尔文_。
化工热力学复习题及答案
第1章 绪言 一、是否题 1. 孤立体系的热力学能和熵都是一定值。(错。G S H U ??=?=?,,0,0但和 0不一定等于A ?，如一体积等于2V 的绝热刚性容器，被一理想的隔板一分为二，左侧状 态是T ，P 的理想气体，右侧是T 温度的真空。当隔板抽去后，由于Q ＝W ＝0， 0=U ?，0=T ?，0=H ?，故体系将在T ，2V ，0.5P 状态下达到平衡，()2ln 5.0ln R P P R S =-=?，2ln RT S T H G -=-=???，2ln RT S T U A -=-=???） 2. 封闭体系的体积为一常数。（错） 3. 理想气体的焓和热容仅是温度的函数。（对） 4. 理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。（错。还与压力或摩尔体积有关。） 5. 封闭体系的1mol 气体进行了某一过程，其体积总是变化着的，但是初态和终态的体积相等， 初态和终态的温度分别为T 1和T 2，则该过程的? =2 1 T T V dT C U ?；同样，对于初、终态压力相 等的过程有? =2 1 T T P dT C H ?。（对。状态函数的变化仅决定于初、终态与途径无关。） 6. 自变量与独立变量是一致的，从属变量与函数是一致的。（错。有时可能不一致） 三、填空题 1. 状态函数的特点是：状态函数的变化与途径无关，仅决定于初、终态 。 2. 单相区的纯物质和定组成混合物的自由度数目分别是 2 和 2 。 3. 1MPa=106Pa=10bar=9.8692atm=7500.62mmHg 。 4. 1kJ=1000J=238.10cal=9869.2atm cm 3=10000bar cm 3=1000Pa m 3。 5. 普适气体常数R =8.314MPa cm 3 mol -1 K -1=83.14bar cm 3 mol -1 K -1=8.314 J mol -1 K -1 =1.980cal mol -1 K -1。 第2章Ｐ－Ｖ－Ｔ关系和状态方程 一、是否题 1. 纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。（错。可以通过超临界流体区。） 2. 当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。（错。若温度也大于临界温度时，则是超临 界流体。） 3. 纯物质的饱和液体的摩尔体积随着温度升高而增大，饱和蒸汽的摩尔体积随着温度的升高而减小。（对。则纯物质的P －V 相图上的饱和汽体系和饱和液体系曲线可知。） 4. 纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而改变。（错。纯物质的三相平衡时，体系自 由度是零，体系的状态已经确定。）
热力学第二定律习题
热力学第二定律习题 选择题 ．ΔG=0 的过程应满足的条件是 (A) 等温等压且非体积功为零的可逆过程(B) 等温等压且非体积功为零的过程(C) 等温等容且非体积功为零的过程(D) 可逆绝热过程答案：A ．在一定温度下，发生变化的孤立体系，其总熵 （A）不变(B)可能增大或减小(C)总是减小(D)总是增大 答案：D。因孤立系发生的变化必为自发过程，根据熵增原理其熵必增加。 ．对任一过程，与反应途径无关的是 (A) 体系的内能变化(B) 体系对外作的功(C) 体系得到的功(D) 体系吸收的热 答案：A。只有内能为状态函数与途径无关，仅取决于始态和终态。 ．氮气进行绝热可逆膨胀 ΔＵ＝０(B) ΔＳ＝０(C) ΔA＝０(D) ΔＧ＝０ 答案：B。绝热系统的可逆过程熵变为零。
．关于吉布斯函数G, 下面的说法中不正确的是 (A)ΔG≤W'在做非体积功的各种热力学过程中都成立 (B)在等温等压且不做非体积功的条件下, 对于各种可能的变动, 系统在平衡态的吉氏函数最小 (C)在等温等压且不做非体积功时, 吉氏函数增加的过程不可能发生 (D)在等温等压下,一个系统的吉氏函数减少值大于非体积功的过程不可能发生。 答案：A。因只有在恒温恒压过程中ΔG≤W'才成立。 ．关于热力学第二定律下列哪种说法是错误的 (A)热不能自动从低温流向高温 (B)不可能从单一热源吸热做功而无其它变化 (C)第二类永动机是造不成的 (D热不可能全部转化为功 答案：D。正确的说法应该是，热不可能全部转化为功而不引起其它变化 ．关于克劳修斯-克拉佩龙方程下列说法错误的是 (A) 该方程仅适用于液-气平衡 (B) 该方程既适用于液-气平衡又适用于固-气平衡 (C) 该方程假定气体的体积远大于液体或固体的体积 (D) 该方程假定与固相或液相平衡的气体为理想气体
大学化学热力学基础习题集答案.doc
第一章2005-7-24 无机热力学试题集 一 . 选择题： 1.(本题 1分) 3411 体系对环境作 20 kJ 的功, 并失去 10 kJ 的热给环境, 则体系内能的变化 是 -------------------------------------------------------------( d ) (A) +30 kJ (B) +10 kJ (C) -10 kJ (D) -30kJ 2.(本题 1分) 3418 在标准压力和 373 K下, 水蒸气凝聚为液态水时体系中应是 -------( ) (A) DH= 0 (B) DS = 0 (C) DG = 0 (D) DU = 0 3.(本题 1分) 3426 某体系在失去 15 kJ 热给环境后, 体系的内能增加了 5 kJ, 则体系对环境 所作的功是 -----------------------------------------------------( ) (A) 20 kJ (B) 10 kJ (C) -10 kJ (D) -20 kJ 4.(本题 1分) 3458 一个体系从一个特定的开始状态到终止状态总是有 ---------------( ) (A) Q途径1 = Q途径2 (B) W途径1 = W途径2 (C) ( Q - W)途径1 = ( Q - W)途径2 (D) DU = 0, 与途径无关 5.(本题 1分) 3471 H2O(l, 100℃, 101.3 kPa)→ H2O(g, 100℃, 101.3 kPa),设H2O(g)为理 想气体, 则由始态到终态体系所吸收的热量 Q为 ---------------------( ) (A) ＞ DH (B) ＜ DH (C) ＝ DH (D) ＝
化工热力学 例题 与解答(12)
第4章 非均相封闭体系热力学 一、是否题 1. 偏摩尔体积的定义可表示为{}{}i i x P T i n P T i i x V n nV V ≠≠? ??? ????=???? ???=,,,,?。 2. 在一定温度和压力下的理想溶液的组分逸度与其摩尔分数成正比。 3. 理想气体混合物就是一种理想溶液。 4. 对于理想溶液，所有的混合过程性质变化均为零。 5. 对于理想溶液所有的超额性质均为零。 6. 理想溶液中所有组分的活度系数为零。 7. 体系混合过程的性质变化与该体系相应的超额性质是相同的。 8. 对于理想溶液的某一容量性质M ，则__ i i M M =。 9. 理想气体有f=P ，而理想溶液有i i ?? =?。 10. 温度和压力相同的两种理想气体混合后，则温度和压力不变，总体积为原来两气体体积 之和，总热力学能为原两气体热力学能之和，总熵为原来两气体熵之和。 11. 温度和压力相同的两种纯物质混合成理想溶液，则混合过程的温度、压力、焓、热力学 能、吉氏函数的值不变。 12. 因为G E (或活度系数)模型是温度和组成的函数，故理论上i γ与压力无关。 13. 在常温、常压下，将10cm 3的液体水与20 cm 3的液体甲醇混合后，其总体积为 30 cm 3。 14. 纯流体的汽液平衡准则为f v =f l 。
15. 混合物体系达到汽液平衡时，总是有l i v i l v l i v i f f f f f f ===,,??。 16. 均相混合物的总性质与纯组分性质之间的关系总是有 ∑= i i t M n M 。 17. 对于二元混合物体系，当在某浓度范围内组分2符合Henry 规则，则在相同的浓度范围内 组分1符合Lewis-Randall 规则。 18. 二元混合物，当01→x 时，1*1→γ，∞→11γγ，12→γ，∞=2*2/1γγ。 19. 理想溶液一定符合Lewis-Randall 规则和Henry 规则。 20. 符合Lewis-Randall 规则或Henry 规则的溶液一定是理想溶液。 21. 等温、等压下的N 元混合物的Gibbs-Duhem 方程的形式之一是 0ln 0 =??? ? ??∑ =i i N i i dx d x γ。（错。0ln 0 =??? ? ??∑ =j i N i i dx d x γ，N j ~1∈） 等温、等压下的二元混合物的Gibbs-Duhem 方程也可表示成0ln ln * 2 211=+γγd x d x 。 22. 二元溶液的Gibbs-Duhem 方程可以表示成 () () ?? ???????=-==? ? ? ======)1() 0()1()0(210 121111111ln x P x P E x T x T E x x T dP RT V P dT RT H dx 常数常数γγ 23. 下列方程式是成立的：（a ）111 1ln ?ln f f RT G G -=-；(b) 1111ln ln γ+=-x RT G G l l ；(c)v l v l f f RT G G 1111?ln ?ln -=-；(d)???? ??=→1111?lim 1x f f x ；(e)??? ? ??=→110,1?lim 1x f H x Solvent 。 24. 因为E H H =?，所以E G G =?。 25. 二元溶液的Henry 常数只与T 、P 有关，而与组成无关，而多元溶液的Henry 常数则与T 、 P 、组成都有关。
热力学习题及答案
9 选择题(共21 分，每题 3 分) 1、理想气体从p-V图上初态a分别经历如图所示的(1) 或(2) 过程到达末态b.已 知Ta
态a' cb 到达相同的终态b, 如图所示, 则两个过程中气体从外界吸收的热量Q1,Q2的关系为[ B ] (A) Q 1<0,Q1>Q2 ; (B) Q 1>0, Q 1>Q2 ; (C) Q 1<0,Q1 模拟题一 1. T 温度下的纯物质，当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时，则气体的状态为（ c ） A. 饱和蒸汽 B. 超临界流体 C. 过热蒸汽 2. T 温度下的过冷纯液体的压力P （ a ） A. >()T P s B. <()T P s C. =()T P s 3. T 温度下的过热纯蒸汽的压力P （ b ） A. >()T P s B. <()T P s C. =()T P s 4. 纯物质的第二virial 系数B （ a ） A 仅是T 的函数 B 是T 和P 的函数 C 是T 和V 的函数 D 是任何两强度性质的函数 5. 能表达流体在临界点的P-V 等温线的正确趋势的virial 方程，必须至少用到（ a ） A. 第三virial 系数 B. 第二virial 系数 C. 无穷项 D. 只需要理想气体方程 6. 液化石油气的主要成分是（ a ） A. 丙烷、丁烷和少量的戊烷 B. 甲烷、乙烷 C. 正己烷 7. 立方型状态方程计算V 时如果出现三个根，则最大的根表示（ ） A. 饱和液摩尔体积 B. 饱和汽摩尔体积 C. 无物理意义 8. 偏心因子的定义式（ ） A. 0.7lg()1s r Tr P ω==-- B. 0.8lg()1s r Tr P ω==-- C. 1.0lg()s r Tr P ω==- 9. 设Z 为x ，y 的连续函数，，根据欧拉连锁式，有（ ） A. 1x y z Z Z x x y y ?????????=- ? ? ?????????? B. 1y x Z Z x y x y Z ?????????=- ? ? ?????????? C. 1y x Z Z x y x y Z ?????????= ? ? ?????????? D. 1y Z x Z y y x x Z ?????????=- ? ? ?????????? 10. 关于偏离函数M R ，理想性质M *，下列公式正确的是（ ） A. *R M M M =+ B. *2R M M M =- C. *R M M M =- D. *R M M M =+ 11. 下面的说法中不正确的是 ( ) （A ）纯物质无偏摩尔量 。 （B ）任何偏摩尔性质都是T ，P 的函数。 一．选择题（每题2分，共10分） 1.纯物质的第二virial 系数B （ A ） A 仅是温度的函数 B 是T 和P 的函数 C 是T 和V 的函数 D 是任何两强度性质的函数 温度下的过冷纯液体的压力P （A 。参考P －V 图上的亚临界等温线。） A. >()T P s B. <()T P s C. =()T P s 3. 二元气体混合物的摩尔分数y 1=，在一定的T ，P 下，8812.0?,9381.0?21==?? ，则此时混合物的逸度系数为 。（C ） A B C D 4. 某流体在稳流装置中经历了一个不可逆绝热过程，装置所产生的功为24kJ ，则流体的熵变（ A ） A.大于零 B.小于零 C.等于零 D.可正可负 5. Henry 规则（ C ） A 仅适用于溶剂组分 B 仅适用于溶质组分 C 适用于稀溶液的溶质组分 D 阶段适用于稀溶液的溶剂 二、填空题（每题2分，共10分） 1. 液态水常压下从25℃加热至50℃，其等压平均热容为mol,则此过程的焓变为（）J/mol 。 2. 封闭体系中的1mol 理想气体(已知ig P C )，按下列途径由T 1、P 1和V 1可逆地变化至P 2， 则，等温过程的 W =21ln P P RT -，Q =2 1 ln P P RT ，U = 0 ，H = 0 。 3. 正丁烷的偏心因子ω＝，临界压力为p c ＝，则在Tr ＝时的蒸汽压为（ ）MPa 。 4. 温度为T 的热源与温度为T0的环境之间进行变温热量传递，其等于热容为Cp ，则ExQ 的计算式为( (1)T xQ p T T E C dT T =- ? ）。 5. 指出下列物系的自由度数目，(1)水的三相点 0 ，(2)液体水与水蒸汽处于汽液平衡 状态 1 化工热力学复习题 一、选择题 1.T 温度下的纯物质，当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时，则气体的状态为（ C ） A.饱和蒸汽 超临界流体 过热蒸汽 2.纯物质的第二virial 系数B （ A ） A 仅是T 的函数 B 是T 和P 的函数 C 是T 和V 的函数 D 是任何两强度性质的函数 3.设Z 为x ，y 的连续函数，，根据欧拉连锁式，有（ B ） A. 1x y z Z Z x x y y ?????????=- ? ? ?????????? B. 1y x Z Z x y x y Z ?????????=- ? ? ?????????? C. 1y x Z Z x y x y Z ?????????= ? ? ?????????? D. 1y Z x Z y y x x Z ?????????=- ? ? ?????????? 4.关于偏离函数M R ，理想性质M *，下列公式正确的是（ C ） A. *R M M M =+ B. *2R M M M =- C. *R M M M =- D. *R M M M =+ 5.下面的说法中不正确的是 ( B ) （A ）纯物质无偏摩尔量 。 （B ）任何偏摩尔性质都是T ，P 的函数。 （C ）偏摩尔性质是强度性质。 （D ）强度性质无偏摩尔量 。 6.关于逸度的下列说法中不正确的是( D ) （A）逸度可称为“校正压力” 。（B）逸度可称为“有效压力” 。 （C）逸度表达了真实气体对理想气体的偏差。（D）逸度可代替压力，使真实气体的状态方程变为fv=nRT。（E）逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度。 7.二元溶液，T, P一定时,Gibbs—Duhem 方程的正确形式是( C ). a. X1dlnγ1/dX 1+ X2dlnγ2/dX2 = 0 b. X1dlnγ1/dX 2+ X2 dlnγ2/dX1 = 0 c. X1dlnγ1/dX 1+ X2dlnγ2/dX1 = 0 d. X1dlnγ1/dX 1– X2 dlnγ2/dX1 = 0 8.关于化学势的下列说法中不正确的是( A ) A. 系统的偏摩尔量就是化学势??????? B. 化学势是系统的强度性质 C. 系统中的任一物质都有化学势??? D. 化学势大小决定物质迁移的方向 9．关于活度和活度系数的下列说法中不正确的是( E ) （A）活度是相对逸度，校正浓度,有效浓度；(B) 理想溶液活度等于其浓度。 （C）活度系数表示实际溶液与理想溶液的偏差。（D）任何纯物质的活度均为1。（E）r i是G E/RT的偏摩尔量。 10．等温等压下，在A和B组成的均相体系中，若A的偏摩尔体积随浓度的改变而增加，则B 的偏摩尔体积将（B ） 第5章 化学热力学基础 化学与环境学院 班 学号 姓名 1． (0411) 下列单质的?f H m θ不等于零的是……………………………………………（ ） (A) Fe(s) (B) C(石墨) (C) Ne(g) (D) Cl 2(l) 2． (0415) 在下列反应中，焓变等于AgBr(s) 的?f H m θ的反应是……………………（ ） (A) Ag +(aq) + Br -(aq) = AgBr(s) (B) 2Ag(s) + Br 2(g) = 2AgBr(s) (C) Ag(s) +?Br 2(l) = AgBr(s) (D) Ag(s) +?Br 2(g) = AgBr(s) 3． (3421) 2NH 3(g) + 3Cl 2(g) = N 2(g) + 6HCl(g) ?r H m θ = -461.5 kJ ·mol -1，温度升高 50 K ， 则?r H m θ应为………………………………………… （ ） (A) >> -461.5 kJ ·mol -1 (B) << -461.5 kJ ·mol -1 (C) ≈ -461.5 kJ ·mol -1 (D) ＝ -461.5 kJ ·mol -1 4． (3456) 下列两个反应在某温度、101 kPa 时都能生成C 6H 6(g) ① 2 C(石墨) + 3H 2(g)? →?C 6H 6(g) ② C 2H 4(g) + H 2(g)? →?C 6H 6(g) 则代表C 6H 6(g) 标准摩尔生成焓的反应是…… （ ） (A) 反应① (B) 反应①的逆反应 (C) 反应② (D) 反应②的逆反应 5． (0433) 下列物质中可以认为具有最大摩尔熵的是…………………………… （ ） (A) Li(g) (B) Li(s) (C) LiCl ·H 2O(s) (D) Li 2CO 3(s) S(g)>>S(l)>S(s) 6． (0437) 室温下，稳定状态的单质的标准摩尔熵为………………………………（ ） (A) 零 (B) 1 J ·mol -1·K -1 (C) 大于零 (D) 小于零 7． (3450) 在25℃、101 kPa 下发生下列反应： (1) 2H 2(g) + O 2(g) = 2H 2O(l) (2) CaO(s) + CO 2(g) = CaCO 3(s) 其熵变分别为ΔS 1和ΔS 2，则下列情况正确的是……………………………………（ ） (A) ΔS 1 > 0，ΔS 2 > 0 (B) ΔS 1 < 0，ΔS 2 < 0 (C) ΔS 1 < 0，ΔS 2 > 0 (D) ΔS 1 > 0，ΔS 2 < 0 8． (3454) 恒温下，下列相变中，?r S m θ最大的是………………………………（ ） (A) H 2O(l)? →?H 2O(g) (B) H 2O(s)?→?H 2O(g) 2010年化工热力学练习题 一 是非题 1. 纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。 2. 气体混合物的virial 系数，如B ，C …，是温度和组成的函数。 3. 纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而改变。 4. 象dU=TdS-PdV 等热力学基本方程只能用于气体，而不能用于液体或固相。 5. 一定压力下，组成相同的混合物的露点温度和泡点温度不可能相同。 6. 由于剩余性质是在均相体系中引出的概念，故我们不能用剩余性质来计算汽化过程的热力学性质的变化。 7. 逸度与压力的单位是相同的。 8. 汽液两相平衡的条件是汽液两相的逸度相等。 9. 纯流体的汽液平衡准则为f V =f l 。 10. 在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的吉氏函数相等。 11. 符合热力学一致性检验的汽液平衡数据一定是真实可靠。 12. 对于给定体系，在一定压力下形成恒沸，恒沸组成不变。 13. 下列汽液平衡关系是错误的： i i solvent i V i i x H py *=γ? ,? 14. 从过量性质的定义可知，其数值越大，则溶液的非理想性越强。 15. 一定压力下，纯物质的泡点温度和露点温度是相同的，且等于沸点。 16. 对理想溶液来说，混合性质和过量性质是一致的。 17. 对于理想溶液，遵守Raoult 定律，等温下p-x-y 图上的p-x 线为一直线。 18. 理想溶液一定符合Lewis-Landell 规则和Henry 规则。 19. 符合Lewis-Randall 规则或Henry 规则的溶液一定是理想溶液。 20. 二元溶液的Henry 常数只与T 、P 有关，而与组成无关，而多元溶液的Henry 常数则与T 、P 、组成都有关。 21. 对于理想溶液，所有混合过程的性质变化均为零。 22. 对于理想溶液，所有的过量性质都等于零。 23. 在一定温度和压力下的理想溶液的组分逸度与其摩尔分数成正比。 24. 均相混合物的总性质与纯组分性质之间的关系总是有 ∑=i i t M n M 。 25. 液液平衡一般出现在与理想溶液有较大正偏差的溶液中。 26. 纯物质逸度的完整定义是，在等温条件下，dG=RTlnf 。 27. 当p →0时，f/p →∞。 28. 理想气体有f=p , 而理想溶液有i i ??= 。 29. 因为G E (或活度系数)模型是温度和组成的函数，故理论上γi 与压力无关。 30. 孤立系统的热力学能和熵都是一定值。 31. 能量平衡关系S W Q Z g u H -=?+?+ ?2 2 1对任何系统、任何过程均适用。 32. 热力学第二定律告诉我们，熵产为零的过程，熵流也为零。 33. 一切实际过程的总熵变大于等于零。 34. 一切实际过程的能量守恒。 35. 一切实际过程的有效能守恒。 36. 能量衡算法用于过程的合理用能分析与熵分析法具有相同的功能。 高中物理-热力学第二定律练习题 1．热力学定律表明自然界中与热现象有关的宏观过程( ) A．有的只遵守热力学第一定律 B．有的只遵守热力学第二定律 C．有的既不遵守热力学第一定律，也不遵守热力学第二定律 D．所有的都遵守热力学第一、第二定律 2．如图为电冰箱的工作原理示意图。压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环。在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外，下列说法中正确的是( ) A．热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外 B．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能 C．电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律 D．电冰箱的工作原理违反热力学第一定律 3．(·大连高二检测)下列说法正确的是( ) A．机械能和内能的转化具有方向性 B．电能不可能全部转化为内能 C．第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它是制造不出来的 D．在火力发电机中燃气的内能不可能全部转化成电能 4．下列宏观过程能用热力学第二定律解释的是( ) A．大米和小米混合后小米能自发地填充到大米空隙中而经过一段时间大米、小米不会自动分开 B．将一滴红墨水滴入一杯清水中，会均匀扩散到整杯水中，经过一段时间，墨水和清水不会自动分开 C．冬季的夜晚，放在室外的物体随气温的降低，不会由内能自发地转化为机械能而动起来 D．随着节能减排措施的不断完善，最终也不会使汽车热机的效率达到100% 5．(·课标全国理综)关于热力学定律，下列说法正确的是( ) A．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量 B．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加 C．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功 D．不可能使热量从低温物体传向高温物体 E．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程 6. 用两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插在热水中，接触点2插在冷水中，如图所示，电流计指针会发生偏转，这就是温差发电现象。关于这一现象的正确说法是( ) A．这一实验过程不违反热力学第二定律 B．在实验过程中，热水一定降温，冷水一定升温 C．在实验过程中，热水的内能全部转化成电能，电能则部分转化成冷水的内能 D．在实验过程中，热水的内能只有部分转化成电能，电能则全化工热力学习题集(附答案)
化工热力学试卷题库与答案
化工热力学复习题附答案
05 化学热力学基础题目
化工热力学练习题2015
高中物理-热力学第二定律练习题